Spring开发系列教程(2)——IoC容器
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什么是容器？
IoC原理
依赖注入方式
无侵入容器
在学习Spring框架时，我们遇到的第一个也是最核心的概念就是容器。
什么是容器？
容器是一种为某种特定组件的运行提供必要支持的一个软件环境。例如，Tomcat就是一个Servlet容器，它可以为Servlet的运行提供运行环境。类似Docker这样的软件也是一个容器，它提供了必要的Linux环境以便运行一个特定的Linux进程。
通常来说，使用容器运行组件，除了提供一个组件运行环境之外，容器还提供了许多底层服务。例如，Servlet容器底层实现了TCP连接，解析HTTP协议等非常复杂的服务，如果没有容器来提供这些服务，我们就无法编写像Servlet这样代码简单，功能强大的组件。早期的JavaEE服务器提供的EJB容器最重要的功能就是通过声明式事务服务，使得EJB组件的开发人员不必自己编写冗长的事务处理代码，所以极大地简化了事务处理。
Spring的核心就是提供了一个IoC容器，它可以管理所有轻量级的JavaBean组件，提供的底层服务包括组件的生命周期管理、配置和组装服务、AOP支持，以及建立在AOP基础上的声明式事务服务等。
IoC原理
Spring提供的容器又称为IoC容器，什么是IoC？
IoC全称Inversion of Control，直译为控制反转。那么何谓IoC？在理解IoC之前，我们先看看通常的Java组件是如何协作的。
我们假定一个在线书店，通过BookService获取书籍：
public class BookService { private HikariConfig config = new HikariConfig(); private DataSource dataSource = new HikariDataSource(config); public Book getBook(long bookId) { try (Connection conn = dataSource.getConnection()) { ... return book; } } }为了从数据库查询书籍，BookService持有一个DataSource。为了实例化一个HikariDataSource，又不得不实例化一个HikariConfig。
现在，我们继续编写UserService获取用户：
public class UserService { private HikariConfig config = new HikariConfig(); private DataSource dataSource = new HikariDataSource(config); public User getUser(long userId) { try (Connection conn = dataSource.getConnection()) { ... return user; } } }因为UserService也需要访问数据库，因此，我们不得不也实例化一个HikariDataSource。
在处理用户购买的CartServlet中，我们需要实例化UserService和BookService：
public class CartServlet extends HttpServlet { private BookService bookService = new BookService(); private UserService userService = new UserService(); protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { long currentUserId = getFromCookie(req); User currentUser = userService.getUser(currentUserId); Book book = bookService.getBook(req.getParameter("bookId")); cartService.addToCart(currentUser, book); ... } }类似的，在购买历史HistoryServlet中，也需要实例化UserService和BookService：
public class HistoryServlet extends HttpServlet { private BookService bookService = new BookService(); private UserService userService = new UserService(); }上述每个组件都采用了一种简单的通过new创建实例并持有的方式。仔细观察，会发现以下缺点：
- 实例化一个组件其实很难，例如，
BookService和UserService要创建HikariDataSource，实际上需要读取配置，才能先实例化HikariConfig，再实例化HikariDataSource。 - 没有必要让
BookService和UserService分别创建DataSource实例，完全可以共享同一个DataSource，但谁负责创建DataSource，谁负责获取其他组件已经创建的DataSource，不好处理。类似的，CartServlet和HistoryServlet也应当共享BookService实例和UserService实例，但也不好处理。 - 很多组件需要销毁以便释放资源，例如
DataSource，但如果该组件被多个组件共享，如何确保它的使用方都已经全部被销毁？ - 随着更多的组件被引入，例如，书籍评论，需要共享的组件写起来会更困难，这些组件的依赖关系会越来越复杂。
- 测试某个组件，例如
BookService，是复杂的，因为必须要在真实的数据库环境下执行。
从上面的例子可以看出，如果一个系统有大量的组件，其生命周期和相互之间的依赖关系如果由组件自身来维护，不但大大增加了系统的复杂度，而且会导致组件之间极为紧密的耦合，继而给测试和维护带来了极大的困难。
因此，核心问题是：
- 谁负责创建组件？
- 谁负责根据依赖关系组装组件？
- 销毁时，如何按依赖顺序正确销毁？
解决这一问题的核心方案就是IoC。
传统的应用程序中，控制权在程序本身，程序的控制流程完全由开发者控制，例如：
CartServlet创建了BookService，在创建BookService的过程中，又创建了DataSource组件。这种模式的缺点是，一个组件如果要使用另一个组件，必须先知道如何正确地创建它。
在IoC模式下，控制权发生了反转，即从应用程序转移到了IoC容器，所有组件不再由应用程序自己创建和配置，而是由IoC容器负责，这样，应用程序只需要直接使用已经创建好并且配置好的组件。为了能让组件在IoC容器中被“装配”出来，需要某种“注入”机制，例如，BookService自己并不会创建DataSource，而是等待外部通过setDataSource()方法来注入一个DataSource：
public class BookService { private DataSource dataSource; public void setDataSource(DataSource dataSource) { this.dataSource = dataSource; } }不直接new一个DataSource，而是注入一个DataSource，这个小小的改动虽然简单，却带来了一系列好处：
BookService不再关心如何创建DataSource，因此，不必编写读取数据库配置之类的代码；DataSource实例被注入到BookService，同样也可以注入到UserService，因此，共享一个组件非常简单；- 测试
BookService更容易，因为注入的是DataSource，可以使用内存数据库，而不是真实的MySQL配置。
因此，IoC又称为依赖注入（DI：Dependency Injection），它解决了一个最主要的问题：将组件的创建+配置与组件的使用相分离，并且，由IoC容器负责管理组件的生命周期。
因为IoC容器要负责实例化所有的组件，因此，有必要告诉容器如何创建组件，以及各组件的依赖关系。一种最简单的配置是通过XML文件来实现，例如：
<beans> <bean id="dataSource" class="HikariDataSource" /> <bean id="bookService" class="BookService"> <property name="dataSource" ref="dataSource" /> </bean> <bean id="userService" class="UserService"> <property name="dataSource" ref="dataSource" /> </bean> </beans>上述XML配置文件指示IoC容器创建3个JavaBean组件，并把id为dataSource的组件通过属性dataSource（即调用setDataSource()方法）注入到另外两个组件中。
在Spring的IoC容器中，我们把所有组件统称为JavaBean，即配置一个组件就是配置一个Bean。
依赖注入方式
我们从上面的代码可以看到，依赖注入可以通过set()方法实现。但依赖注入也可以通过构造方法实现。
很多Java类都具有带参数的构造方法，如果我们把BookService改造为通过构造方法注入，那么实现代码如下：
public class BookService { private DataSource dataSource; public BookService(DataSource dataSource) { this.dataSource = dataSource; } }Spring的IoC容器同时支持属性注入和构造方法注入，并允许混合使用。
无侵入容器
在设计上，Spring的IoC容器是一个高度可扩展的无侵入容器。所谓无侵入，是指应用程序的组件无需实现Spring的特定接口，或者说，组件根本不知道自己在Spring的容器中运行。这种无侵入的设计有以下好处：
- 应用程序组件既可以在Spring的IoC容器中运行，也可以自己编写代码自行组装配置；
- 测试的时候并不依赖Spring容器，可单独进行测试，大大提高了开发效率。
本文转载自廖雪峰老师的官方网站 liaoxuefeng.com 。